科学家研发新型油墨有望打印出柔性储能元件

据外媒报道称，近日，来自爱尔兰德雷塞尔大学和三一学院的研究人员使用一种名为MXene的高导电碳基2D材料开发出用于喷墨打印机的油墨有望打印出柔性储能元件这种墨水。从最近研究结果显示，这种墨水可以用于打印任何尺寸或形状的柔性储能元件，比如超级电容器。

据介绍，导电油墨已经被用于制作无线射频识别标签，这些标签用于高速公路收费站应答器、便携式电子产品的电路板及将车窗作为嵌入式无线电天线排列的信息技术。但要让这项技术得到更广泛的应用，导电油墨需要变得更导电，更容易应用于各种设备。

研究人员认为，德雷克塞尔纳米材料研究所创造的墨水在这两个方面都取得了重大进展。尽管研究人员正在稳步研究如何利用纳米粒子银、石墨烯和镓等来开发出更具导电性的新材料制造油墨，但此挑战仍然是如何将它们紧密地整合到制造过程中。Drexel的研究助理教授BabakAnasori表示这些墨水中的大多数不能一步到位地使用。

Anasori教授表示称：“对于大多数其他纳米油墨都需要添加剂将颗粒保持在一起并从而实现高质量印刷。因此，在印刷之后需要一个额外的步骤—— 通常是热处理或化学处理 类似去除添加剂。对于MXene打印，我们只在水中使用MXene或在有机溶液中使用MXene来制作墨水。这意味着无需任何额外的步骤它就是干燥。”

据了解，MXenes油墨具有与水和其他有机溶剂等液体混合的独特能力，同时保留其导电性能。因此，Drexel研究人员以各种形式生产和测试它，从导电粘土到电磁干扰屏蔽涂层到近乎无形的无线天线，调整浓度以产生用于商业印刷机的油墨是时间和迭代的问题，油墨中的溶剂和MXene浓度可以根据不同的打印机进行调节。

作为研究的一部分，研究小组将MXene油墨在一系列打印输出中进行了测试，包括一个简单的电路、一个微型超级电容器和一些文本，这些打印输出在纸张、塑料和玻璃等多种基片上。在这样做的过程中，他们发现他们可以打印出厚度一致的线条，而墨水通过电流的能力也会随着厚度的不同而变化——这两项都是制造电子元件的重要因素。打印出来的材料保持了良好的导电性，在碳纳米管和石墨烯等所有碳基导电油墨中导电性最高。

这些都是一种非常多功能的产品，用于制造在我们的电子设备中发挥重要但往往被忽视的功能的微小组件——比如在电池耗尽时保持电源，防止破坏性的电涌或加速充电过程提供一种性能更高的材料和一种用它制造东西的新方法，不仅可以改进我们目前的设备，而且可以创造全新的技术。

Anasori教授还表示称：“与传统制造协议相比，直接油墨印刷技术，如喷墨印刷和挤出印刷，可以实现数字和附加图案化，定制化，减少材料浪费，可扩展性和快速生产。现在我们已经生产出可以通过这种技术应用的MXene油墨，我们正在寻找一个新机会来利用它。”